Cell biology and molecular transport mechanisms (Council of Medical and Biological Sciences)
60 %
Cell signalling and cellular interactions (Council of Medical and Biological Sciences)
20 %
Cell differentiation, physiology and dynamics (Council of Medical and Biological Sciences)
20 %
Panel
Cellular and Developmental Biology
Department or equivalent
Institute of Genetics (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Starting date
2020-12-01
Closing date
2024-02-29
Funding (in million HUF)
25.500
FTE (full time equivalent)
3.20
state
running project
Final report
Results in Hungarian
Projektünkben azt vizsgáltuk, hogy a sejtek hogyan kezelik a sejtszintű hulladékot az autofágia során. Először megviszgáltuk Drosophilában a Ref(2)P/p62 nevű szelektív autofágia-receptort, amely segít eltávolítani az ubikvitinált fehérje-aggregátumokat. A Ref(2)P és az autofágoszóma kölcsönhatásának megváltoztatásával azt találtuk, hogy a mutáns legyeknél megjelentek az ubikvitin-pozitív fehérje-aggregátumok, rövidebb volt az élettartamuk, de a CncC/Nrf2 hiperaktivációja révén jobban tolerálták a szabadgyökös stresszt. A tetraubikvitin túltermeltetése megzavarta az aggregátumok képződését és visszaállította az anyagok befogását mitofágiánál. Ez arra utal, hogy a nagy, jól elhatárolt fehérje-aggregátumok talán nem olyan károsak, mint az oldhatóak. Továbbá vizsgáltuk, hogyan aktiválódnak a lizoszómák. Megállapítottuk, hogy a TRPML1 lizoszómális ioncsatorna a Ca2+ felszabadításával növeli a lizoszómák fúziós képességét, a lizoszómális SNARE fehérjék toborzása révén, ezáltal elindítva a fúziót az autofagoszómákkal és a lizoszómák savasodását. Akut agonista-mediált TRPML1 aktiváció szintén megszüntette a PIKfyve gátlásából eredő abnormális SNARE felhalmozódást. A PIKfyve egy lipid-kináz, amely PI(3,5)P2 lipidet szintetizál, ami a TRPML1 egyetlen sejten belüli agonistája. Figyelembe véve a TRPML1 lizoszómális tárolási betegségekkel és a p62 neuropátiákkal való kapcsolatát, eredményeink hasznosak lehetnek az aggregátumok autofág lebontásának molekuláris alapjainak megértésében.
Results in English
This project investigated how cells deal with cellular waste during autophagy, a recycling process. In the first part, a selective autophagy receptor protein called Ref(2)P/p62 in Drosophila was studied that helps remove ubiquitinated protein aggregates. By altering Ref(2)P interaction with autophagosome, it was found that mutant flies had systemic presence of ubiquitin-positive protein aggregates, a shorter lifespan but tolerated free radical stress better through CncC/Nrf2 hyperactivation. Overexpression of tetraubiquitin disrupted aggregate formation and restored cargo capture during mitophagy. This suggests that large, well-sequestered protein aggregates might not be as harmful as soluble ones. In part two, it was studied how lysosomes, the endpoint of autophagy, become active. Ca2+ release from TRPML1, a lysosomal ion channel, was found to trigger lysosomes to become more fusion competent by recruitment of lysosomal SNARE proteins, thus initiating fusion with autophagosomes and lysosomal acidification. Acute agonist-mediated activation of TRPML1 also abrogated abnormal SNARE accumulation caused by inhibition of PIKfyve, a lipid kinase synthesizing PI(3,5)P2, a phospholipid and only cellular agonist of TRPML1. Taking into account TRPML1’s association with lysosomal storage diseases and p62’s association with neuropathies, these results would be helpful in understanding the molecular basis of autophagic clearance of aggregates.
